Transmisión de voz con cifrado cuántico a larga distancia

El cifrado, cualquier método que permita aumentar la seguridad de un mensaje o de un archivo mediante la codificación del contenido, de manera que sólo pueda leerlo la persona que cuente con la clave de cifrado adecuada para decodificarlo, es crítico en muchos aspectos de la vida moderna. Solo hay que pensar, por ejemplo, en los millones de transacciones que se realizan todos los días con tarjetas de crédito. Sin embargo, una comunicación perfectamente segura solo puede conseguirse usando uno de los fenómenos más misteriosos de la mecánica cuántica, el entrelazamiento entre partículas. Al menos en teoría.

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Un grupo de investigadores, encabezado por Hua-Lei Yin, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, ha demostrado experimentalmente que un protocolo seguro conocido como distribución de clave cuántica independiente del dispositivo de medida (MDIQKD, por sus siglas en inglés) funciona en una distancia de 404 kilómetros. Este resultado dobla la plusmarca anterior para una transmisión MDIQKD y apunta a que puede pensarse en él como una forma de asegurar las comunicaciones cuánticas seguras entre ciudades.

Uno de los puntos fuertes del MDIQKD, un protocolo propuesto en 2012, es que funciona incluso cuando se usan detectores de fotones que distan de ser ideales y que, por ejemplo, tienen una eficiencia de detección baja. Otro es que permite superar los llamados bucles de seguridad en las comunicaciones cuánticas, lo que vulgarmente llamaríamos rastrear la presencia de espías, ya que puede enviar pulsos de luz como señuelos con los que detectar intentos de escucha no deseados.

Yin y sus colaboradores enviaron pulsos de fotones infrarrojos a través de fibras ópticas con longitudes de entre 102 y 404 km. Ajustando el número promedio de fotones por pulso, entre otros parámetros, los investigadores consiguieron optimizar el esquema MDIQKD. Tras todas las pruebas se encontraron con que el protocolo era seguro también en la distancia más larga.

Para cada longitud los científicos también determinaron la velocidad máxima a la que las claves criptográficas podían ser distribuidas de forma segura. En comparación con experimentos anteriores, la velocidad que midieron era 500 veces superior, lo que significa que la tasa de distribución de claves sería lo suficientemente alta como para asegurar una transmisión de voz con cifrado cuántico por teléfono.

Referencia:

H-L Yin et al (2016) Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution Over a 404 km Optical Fiber Phys Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.117.190501

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

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